Какое растение имеет корневые шишки корнеплод. Видоизменения корней

15. Корни Отбирая кандидатов в будущие космонавты, руководители космической программы обращали внимание и на такие, казалось бы, «мелочи», как происхождение. У Гагарина в этом отношении всё было в порядке. Отец являлся потомственным крестьянином. А матушка – из семьи

Корень растения выполняет множество функций. Наиболее важные из них для жизнедеятельности растения – удержание растения в почве и поглощение воды с растворенными минеральными веществами. Помимо вышеуказанных корням свойственно выполнение еще и ряда других функций, из-за чего происходит видоизменение их структуры. Вследствие метаморфоз видоизмененный корень теряют схожесть с обычным корнем.

Корнеплод

У некоторых двулетних растений (репы, петрушки, моркови) корень преобразуется в корнеплод, который представляет собой утолщенный придаточный корень. В формировании корнеплода принимают участие главный корень и нижний участок стебля. В структуре корнеплода главное место принадлежит запасающей основной ткани.
В зависимости от строения корня различают три типа корнеплодов: морковный, свекольный и редечный.

1. Корнеплоды морковного типа - овощи с удлиненной формой корня, который может быть цилиндрическим, коническим, удлиненно - коническим, веретенообразным и тупым или острым концом. У корнеплодов этого типа четко разграничены кора (флоэма) и сердцевина (ксилема). Между ними находится пробковый камбий. Сверху корнеплод покрыт естественной перидермой. По составу и количеству питательных веществ кора более ценная, чем сердцевина. К корнеплодам этого типа относится морковь, петрушка, сельдерей, пастернак.

2. Корнеплоды свекольного типа - овощи с округлыми, кругло-плоскими, овальными или удлиненными корнеплодами. Представлены столовой и сахарной свеклой. В качестве овощной культуры используется лишь столовая свекла. У корнеплода темно-красная мякоть с кольцами более светлого тога, что обусловлено чередованием тканей ксилемы (светлых колец) и флоэмы (темных колец). Чем меньше удельный вес занимают, такни ксилемы, тем выше пищевая ценность свеклы.

3. Корнеплоды редечного типа - овощи с округленными, реповидными, удлиненно-коническими корнеплодами. Особенностью их внутреннего строения является радиальное расположение вторичной ксилемы, флоэмы и паренхимной ткани. Камбиальный слой находится непосредственно под перидермой. К корнеплодам этого типа относятся редька, редис, брюква и репа.
Для корнеплодов всех типов характерны общие морфологические признаки: головка в верхней части с черешками листьев и почками в основании, корневое тело (основная съедобная часть) и кончик корня (основной), а у корнеплодов свекольного типа наличие боковых корешков. У остальных корнеплодов тонкие боковые корешки при уборке легко отрываются и, как правило, отсутствуют.
Особенность всех корнеплодов - их способность заживлять механические повреждениям путем суберинизации клеток, а так же их легкая усвояемость. Наиболее легко увядающими являются корнеплоды морковного типа, редис, наименее - свекла, редька, репа и брюква.

Корневые клубни (корневые шишки)

Многие покрытосеменные растения имеют на корнях корневые клубни (или корневые шишки). Их происхождение связано с утолщением придаточных и боковых корней. Корневые клубни – это вместилище питательных веществ. Их также используют для вегетативного размножения растений.
Самое известное из растений с типичным корнеклубнем - георгина. Вздутые корневые шишки отходят из одной точки - основания старого стебля. Эти видоизмененные корни обеспечивают растение питательными веществами. В период роста от них отрастают собственные тонкие корешки, которые добывают из почвы воду и питательные вещества. Размножают растения с корневыми шишками отдельными шишками с почкой (глазком) на конце (георгина, эремурус, кливия, лютик).

Корни-зацепки, ходульные корни, воздушные корни, досковидные корни, корни-присоски

Плющ. Фото: Garry Knight

Корни-зацепки – своеобразные придаточные корни, позволяющие растению легко прикрепляться к любой опоре. Такие корни встречаются у плюща и других лазающих растений.
Удивительное явление в природе – ходульные корни, которые выполняют у растения роль опоры. Такие корни имеют способность противодействовать сильным нагрузкам, благодаря наличию механических тканей во всех отделах. Встречаются у растений рода пандаус, призрастающих на океанических островах в тропиках, где господствуют сильные ураганные ветры.

Воздушные (дыхательные) корни имеются у тропических деревьев, которые растут на почвах, обедненных кислородом, пресноводных тропических болотах. Это боковые корни, располагающиеся над землей. Благодаря воздушным корням, кислород и вода поглощаются растением из воздуха в условиях повышенной влажности. Так дыхательные корни обеспечивают функцию дополнительного дыхания.

Досковидные корни - это вертикальные надземные корни, характерные для крупных деревьев, растущих в дождевых тропических лесах. Развиваются у основания ствола, выглядят как доски, прилегающие к стволу, обеспечивая растению дополнительную опору.

Микориза

Микориза представляет собой симбиоз корней высших растений с гифами грибов. Это сожительство выгодно для обоих организмов, так как гриб получает от растения готовые органические вещества, а растение всасывает от гриба воду с минеральными веществами. Микориза часто встречается на корнях высших растений, особенно древесных. Можно представить грибные гифы, переплетающиеся с толстыми корнями деревьев, как корневые волоски, поскольку функции их аналогичны.
Большая часть многолетних растений имеет микоризу. Предполагается, что микориза является одним из факторов, способствовавших прогрессу цветковых растений. Растения, питающиеся с помощью микоризных грибов, называются микотрофными.

Различают два основных типа микоризы: эктотрофную и эндотрофную. Гифы эктотрофной микоризы охватывают корень только снаружи, иногда проникая в межклетники коровой паренхимы. Эктомикориза обычная у многих древесных (сосна, берёза, дуб, бук и др.), а также ряда травянистых сельскохозяйственных растений, особенно у злаков. Гриб поселяется на проросшем корешке семени и в дальнейшем развитии, особенно в фазе кущения, обеспечивает обильное почвенное питание растения.
Эндотрофная микориза встречается более широко. Она характерна для большинства цветковых. Эндомикориза не образует грибной чехол вокруг корня, корневые волоски не отмирают, но гифы проникают в корень и внедряются в клетки коровой паренхимы.

У эпифитных тропических орхидей и некоторых других растений существуют так называемые воздушные корни. Они покрывают многослойной эпиблемой, называемой веламеном. Веламен выполняет иногда фотосинтезирующую функцию, а позже может участвовать в поглощении атмосферной влаги, образуя мёртвый губчатый гигроскопичный покров корня.
Без микоризы мицелий симбиотических грибов может определенное время существовать в почве, но при этом никогда не будет образовывать плодовых тел. Поэтому в искусственных условиях нельзя получить плодовые тела белого гриба, сыроежковых грибов, мухоморов - все они являются микоризообразователями, и без определенной древесной породы не будут плодоносить. В свою очередь растение без своих грибных симбионтов развивается плохо, медленно, легко подвергается заболеваниям и даже может погибнуть.

Огромное значение микориза имеет в тропических дождевых лесах. Из-за сильного промывного режима (ежедневное выпадение осадков) эти леса практически лишены почвы (все питательные вещества из почвы вымываются). Перед растениями остро встает проблема питания. В то же время, свежей органики очень много: опавшие ветви, листья, плоды, семена. Но эта органика недоступна высшим растениям, и они вступают в тесный контакт с сапротрофными грибами. Таким образом, основным источником минеральных веществ в этих условиях является не почва, а почвенные грибы. Минеральные вещества поступают в корень непосредственно из гиф микоризных грибов, именно поэтому для растений дождевого леса характерна поверхностная корневая система. О том, насколько эффективно работает микориза, можно судить хотя бы по тому, что тропические дождевые леса являются самыми продуктивными на Земле сообществами, здесь развивается максимально возможная биомасса.

Бактериальные клубеньки

Также растения могут взаимовыгодно сожительствовать с азотфиксирующими бактериями. Так на корнях высших растений появляются бактериальные клубеньки – видоизмененные боковые корни, которые имеют приспособления для симбиоза с бактериями. Через корневые волоски бактерии попадают внутрь молодых корней и провоцируют формирование клубеньков. Роль данных бактерий состоит в том, что они преобразуют азот из воздуха в минеральную форму таким образом, что он становится доступным для усвоения растениями. Растения выполняют фукцию защиты для бактерий от конкурирующих видов почвенных бактерий. Также бактерии питаются веществами из корней высших растений. Зафиксировано появление клубеньковых бактерий, в основном, на корнях растений из семейства бобовые. Поэтому семена бобовых обогащены белком, а в сельском хозяйстве представителей этого семейства используют в севообороте, чтобы обогатить азотом почву.

Для многих не родственных между собой тропических деревьев характерны так называемые ходульные корни, то есть корни, которые отходят от ствола над землей и достигают почвы крутой аркой, создавая впечатление, будто дерево стоит на ходулях. Ботаники называют такие корни придаточными, а это просто означает, что они не на своем месте.

Ходульные корни можно условно разделить на четыре типа, хотя все они очень близки и переходят один в другой, так что часто их бывает трудно различить.

Шагающий тип

Панданусы (Pandanus) включают сто восемьдесят видов тропических деревьев с узкими длинными листьями. Молодое растение выбрасывает растущие вниз придаточные корни - возможно, для дополнительной опоры. По мере того как дерево растет, появляются все новые дополнительные подпорки, особенно если оно из-за воздействия ветра или еще почему-либо согнуто. Каждая из этих подпорок в свою очередь выпускает растущие вниз корни, и в результате иногда кажется, будто растение куда-то шагает.

Шатровый тип

Шатровый тип ходульных корней наиболее ярко выражен у бразильских пальм рода Socratea (называемых также Iriartea). При взгляде на взрослое дерево непосвященные могут подумать, будто его ствол никогда не соприкасался с землей, так как он начинается в воздухе на высоте 2-3 м и опирается на небольшие жерди, расположенные шатром. Г. Бейтс так писал об этой диковинке бразильских лесов:

«Один род пальм – пашиуба (Iriartea exorrhiza)... (имеет) корни над землей – они расходятся от ствола на довольно большой высоте... Между корнями старого дерева можно выпрямиться во весь рост, далеко не доставая головой до того места, где начинается вертикальный стебель... Эти корни усажены мощными шипами, тогда как ствол дерева совершенно гладкий. Эта странность, возможно, должна... возместить дереву неспособность его корневой системы разрастаться в почве из-за близости корней других деревьев».

Такое же строение имеет и «пробочное», или «зонтичное», дерево (Musanga smithii) западной тропической Африки, но с одной дополнительной особенностью: всюду, где одна из его далеко тянущихся ходуль внедряется в почву, начинает расти новое дерево. Дж. Долзил писал:

«Оно растет очень быстро и незамедлительно появляется на вырубках, где листья образуют толстый слой перегноя, служащего хорошей питательной средой для ростков. Вскоре оно начинает размножаться - вегетативным путем, с помощью ходульных корней, - и в конце концов первое дерево оказывается центром небольшой рощи. Ходульные корни вырастают из нижней части стебля на высоте до 3 м. Такой корень сначала растет под прямым углом к стеблю, а потом загибается к земле, где дает новый побег. Сломанный придаточный корень может разветвиться или же дать воздушный побег вверх и корень вниз».

Тип деревьев с коническим стволом

Панданус (Pandanus tectorius) на острове Гавайи. Ходульные корни помогают ему выдерживать наводнения в затопляемых низинах.

Молоденькое деревце этого типа очень мало растет в толщину У комля, так что со временем ствол превращается в конус, сужающийся к земле. От конусовидной части к земле отходят арками многочисленные ходульные корни. Этот процесс настолько сходен с образованием досковидных корней-контрфорсов (см. соответствующий раздел), что эти два класса корней невозможно четко разграничить. Такой тип корней наблюдается у ходульного симпоха (Dillenia reticulata) – величественного дерева, достигающего в высоту 30 м и более. Корнер писал о нем следующее:

«В болотистых лесах, окаймляющих реки на аллювиальных равнинах между предгорьями и прибрежными манграми, у многих деревьев самых разных семейств развиваются ходульные корни... Это... связывается с периодическим затоплением нижней части дерева во время разливов. К этому классу принадлежит данное дерево (D. reticulata), а также D. grandifolia. Оба эти вида замечательны тем, что они растут и на возвышенностях вдали от рек, но и там у них развиваются ходульные корни».

Некоторые видные специалисты считают ходульные корни приспособлением к условиям затопления, поскольку многие деревья с ходульными корнями действительно растут на болотах. Корнер указывает, что в Малайе помимо диллении у одной лишь ксилопии (Xylopia ferruginea) ходульные корни развиваются не только в сырых местностях, но и в сухих. Это дерево поменьше - метров до 25 в высоту, число же ходульных корней значительно колеблется. Они отходят от ствола на высоте около метра.

Деларю был очень заинтригован в Африке тем фактом, что уапака гвинейская (Uapaca guineensis) растет только в сухих лесах, в то время как другие виды того же рода предпочитают болота. У всех у них есть ходульные корни. Уапака гвинейская считается на западе тропической Африки ценным плодовым деревом. Она нередко достигает 27 м в высоту и 2 м в обхвате. В феврале она приносит значительное количество ярко-красных, похожих на сливу плодов длиной до 3 см с тремя-четырьмя семенами, окруженными сладкой мякотью. Эти плоды продаются на базарах Ганы и Либерии как пищевой продукт, однако из коры и цветков этого дерева обитатели северной Нигерии иногда приготовляют составную часть яда для стрел,

У дезбордезии (Desbordesia oblonga), одного из величественных властелинов африканских лесов, вовсе отсутствует нижняя часть ствола. Уокер и Сайленс описывают ее как «очень высокое, могучее дерево с мощными контрфорсами у основания. Когда оно достигает определенного возраста, нижняя часть ствола полностью исчезает и дерево стоит, опираясь на контрфорсы, словно на колонны».

Тип деревьев с неконическим стволом

Примером четвертого типа деревьев с ходульными корнями может служить малайское дерево Blumeodendron tokbrai и еще одно малайское дерево, которое обычно называют «масляным деревом на ходулях» (Elaeocarpus littoralis). Оно растет по берегам рек и речек, там, куда не добирается соленая вода приливной волны. Обычно оно имеет контрфорсы, а также ходульные корни. Кроме того, оно располагает и третьим якорем, удерживающим его в почве, а именно дыхательными корнями (см. соответствующий раздел этой главы).

Корнер указывает, что при этом типе образования ходульных корней молодое дерево утолщается нормально и развивает цилиндрический ствол от земли вверх; ходульные корни, поддерживающие ствол, появляются позже. Он сообщает:

«В обоих случаях (конического и неконического ствола), но особенно во втором существует несомненная связь между появлением опорных корней и затоплением ствола. Деревья с ходульными корнями характерны для болотистых лесов, подвергающихся частым затоплениям. Я не раз убеждался, что самые верхние ходульные корни отходят от ствола на том уровне, которого достигает вода при обычном затоплении данного леса, - даже на высоте 9 м, что я наблюдал в Малайе, в Джохоре».

Корнер подчеркивает три основных момента:

«Во-первых, эти корни, несомненно, поддерживают ствол – некоторые из них имеют плоскую форму и работают главным образом как растяжки и аркбутаны, другие же, цилиндрические, - как опоры и контрфорсы. Во-вторых, далеко не все виды деревьев в болотистых лесах обладают такими корнями; они развиваются лишь у некоторых видов в благоприятствующих этому условиях затопления. В-третьих, лишь очень немногие виды вырабатывают ходульные корни в любых условиях, даже если они вовсе не подвергаются затоплению».

Остальные деревья, имеющие четко выраженные ходульные корни, но не описываемые здесь, относятся к следующим видам одиннадцати, семейств, указанных в левой колонке:Камедоносные Tovomita sp. Symphonia globulifera Южная Америка Тропическая Америка Тутовые Cecropia sp. Ficus sp. Тропическая Америка Все тропики Сапотовые Palaquium xanthochymum Малайя Вомбаксовые Pachira aquatica Тропическая Америка Акантовые Bravaisia iritegerrima Тропическая Америка Хлорантовые Hedyosmum mexicanum Центральная Америка Молочайные Bridelia micrantha Африка Бурзеровые Santiriopsis trimera Африка Казуариновые Casuarina sumatrana Малайя Симплоковые Hopea mengarawan Малайя Мускатниковые Myrlstica elliptica Африка....